Исследование и синтез систем электропривода с силовой коррекцией

• Автор: Гнедин, Павел Александрович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Комсомольск-на-Амуре
• Количество страниц: 129 с. : ил.

ГЛАВА 1. СИЛОВАЯ КОРРЕКЦИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
1.1. Способы улучшения динамических и статических показателей систем, содержащих тиристорные преобразователи (ТП)
1.2. Силовая параллельная коррекция в системах электропривода
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
СИСТЕМ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОКА В ЭЛЕКТРОПРИВОДАХ С СИЛОВОЙ КОРРЕКЦИЕЙ
2.1. Силовые схемы и структуры комбинированных источников тока для электропривода
2.2. Математическое описание систем электропривода с силовыми корректирующими звеньями (СКЗ)
2.3. Исследование динамических характеристик контуров тока систем электропривода на базе ТП с СКЗ
2.3.1. Математическая модель контура тока электропривода на базе ТП с СКЗ
2.3.2. Расчет интегральных характеристик для оценки динамических свойств контура тока электропривода на базе ТП с СКЗ и разработка рекомендаций по настройке
2.3.3. Оценка влияния основных параметров силовой схемы на статические и динамические показатели контура тока электропривода на базе ТП с СКЗ
2.3.4. Оценка влияния возмущений на точность стабилизации тока в электроприводе на базе ТП с СКЗ
2.3.5. Оценка влияния постоянной времени цепи нагрузки на динамические характеристики контура тока электропривода на базе ТП с СКЗ
2.3.6. Применение силовой коррекции для исключения бестоко-вой паузы в реверсивных тиристорных преобразователях с раздельным управлением
2.3.7. Настройка системы регулирования тока электропривода на базе ТП с СКЗ в соответствии с векторно-матричным представлением модального закона управления по полному вектору состояний
2.4. Исследование динамических характеристик контуров тока систем электропривода на базе преобразователей частоты с непосредственной связью с сетью (ПЧНС) с СКЗ
ВЫВОДЫ

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С СИЛОВОЙ КОРРЕКЦИЕЙ

ЗЛ. Структуры систем электропривода с силовой коррекцией
3.2. Исследование динамических характеристик систем электропривода постоянного тока на базе ТП с СКЗ
3.2.1. Математическая модель электропривода постоянного тока на базе ТП с СКЗ
3.2.2. Сравнительный анализ динамических характеристик систем электропривода постоянного тока с силовой коррекцией при различных структурах систем регулирования
3.2.3. Оценка влияния возмущающих воздействий на точность стабилизации скорости в системах электроприводе на базе ТП с СКЗ и рекомендации по настройке контуров скорости
3.3. Моделирование систем электропривода переменного тока на базе ПЧНСсСКЗ
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ
РЕГУЛИРОВАНИЯ С СИЛОВОЙ КОРРЕКЦИЕЙ
4.1. Описание экспериментальной установки
4.2. Результаты экспериментальных исследований
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

Системы регулируемого электропривода (ЭП) средней и большой мощности, работающие в основном в режиме стабилизации скорости и момента двигателя, широко применяются в промышленности. Удовлетворение постоянно растущих требований к быстродействию таких систем, определяющему в значительной мере динамическую и статическую точность стабилизации регулируемых параметров, может быть выполнено только при использовании в таких системах быстродействующих источников питания. Использование в качестве источников питания преобразователей, выполненных на полностью управляемых силовых полупроводниковых приборах, например, ЮВТ-транзисторах при специальных способах управления обеспечивает требуемое высокое быстродействие. Однако, несмотря на наблюдающуюся тенденцию к постоянному снижению стоимости силовых полностью управляемых полупроводниковых приборов, в настоящее время при большой и средней мощности ЭП стоимость преобразователя на полностью управляемых полупроводниковых приборах остается высокой и практически соизмеримой со стоимостью электромеханической части.
Эффективным средством снижения стоимости преобразовательной части ЭП большой и средней мощности, большую часть времени работающих в режиме малых отклонений регулируемых координат, является применение силовых корректирующих звеньев (СКЗ) и, в частности, параллельных СКЗ. Принцип такой коррекции применительно к контуру регулирования тока ЭП постоянного тока по системе тиристорный преобразователь-двигатель предложен Латышко В.Д. и нашел дальнейшее развитие в ряде совместных работ Латышко В.Д., Соловьева В.А, Васильченко С.А. и др.
Принцип параллельной силовой коррекции в приводах постоянного тока заключается в следующем: якорная обмотка двигателя питается от тиристорного преобразователя (ТП) с естественной коммутацией (ЕК), быстродействие которого относительно невелико, и от транзисторного широтноимпульсного преобразователя (ШИП) с установленной мощностью

0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 f2 4

Рис. 2.2
Обработка результатов моделирования показала идентичность выводов, получаемых в ходе работы с обеими моделями двигателей постоянного тока, вследствие чего было принято решение использовать стандартный блок DC Machine, входящий в пакет SimPowerSystems, т.к. скорость вычисления в этом случае возрастает примерно на порядок.
В качестве модели асинхронного двигателя использовался как стандартный блок Asynchronous Machine, входящий в пакет SimPowerSystems, так и вновь созданный блок, моделирующий динамику трехфазной асинхронной машины в естественно-фазной системе координат.
Блок Asynchronous Machine, находящийся в пакете SimPowerSystems, моделирует динамику трехфазной асинхронной машины в системе ортогональных, вращающихся координатных осей d-q [44-46], схема замещения которой представлена на рисунке ниже.